基于CMOS工藝的622MHz電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計.pdf

1、光纖通訊系統(tǒng)通常采用鎖相環(huán)來產(chǎn)生時鐘信號。由于通信系統(tǒng)中的定時信號對噪聲和干擾有很強的敏感性，因此鎖相環(huán)電路的指標就決定了系統(tǒng)的性能。高性能的鎖相環(huán)設(shè)計一直是IC設(shè)計領(lǐng)域的難點和熱點。 隨著光纖通信的發(fā)展，作為數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)標準的同步數(shù)字體系(SynchronousDigitalHierarchy，簡稱SDH)，得到越來越廣泛的應(yīng)用。SDH中最重要和最基本的傳輸速率為STM-1，它的比特率是155.52Mb/s。更高速率的ST

2、M-N信號是把N個STM-1信號通過按字節(jié)復(fù)接而形成的。此外，CMOS工藝具有工作電壓范圍寬、靜態(tài)功耗低、抗干擾能力強等優(yōu)點，是當今集成電路制造業(yè)的主流工藝，由此工藝實現(xiàn)的鎖相環(huán)應(yīng)用范圍也越來越廣。 本課題采用CMOS工藝實現(xiàn)一種可用于SDH系統(tǒng)的電荷泵鎖相環(huán)(CPPLL)，此鎖相環(huán)的輸入信號中心頻率為155.52MHz，輸出信號中心頻率為622.08MHz，可以應(yīng)用于STM-1和STM-4兩個速率級別的同步數(shù)字體系。在此電荷泵

3、鎖相環(huán)電路設(shè)計中，本文提出了一種對環(huán)形壓控振蕩器(RVCO)進行壓控的方法，即設(shè)計了由飽和區(qū)MOS電容來調(diào)諧的環(huán)形壓控振蕩器。另外，電荷泵模塊采用了能消除過沖注入電流的電荷泵電路，提高了整個CPPLL系統(tǒng)的穩(wěn)定性；鑒相器模塊采用了動態(tài)無死區(qū)的鑒頻鑒相器(PFD)，消除了鑒相死區(qū)。最后采用SmartSpice仿真軟件和0.6μm混合信號CMOS工藝參數(shù)對該鎖相環(huán)電路進行了仿真。仿真結(jié)果表明，此鎖相環(huán)的鎖定時間在5.2μs左右，跟蹤鎖定范圍